JP2012030439A - サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 耐摩耗層の剥離の発生を低減することができるサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタを提供する。
【解決手段】 本発明のサーマルヘッドＸは、基板７と、基板７上に対になって形成された電極配線１７ｃ，１９と、対になって形成された電極配線１７ｃ，１９の双方に接続された電気抵抗体９と、電極配線１７ｃ，１９および電気抵抗体９上に形成された保護層２５とを備え、保護層２５は、電極配線１７ｃ，１９および電気抵抗体９上に形成され、Ｓｉを主成分として構成された電気絶縁層２５Ａと、電気絶縁層２５Ａ上に形成され、Ｔａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層２５Ｂと、電気絶縁層２５Ａと耐摩耗層２５Ｂとの間に介在し、ＳｉＯＮからなる第１密着層２５Ｃとを有することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、サーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタに関する。

従来、ファクシミリやビデオプリンタ等の印画デバイスとして、種々のサーマルヘッドが提案されている。例えば、特許文献１に記載のサーマルヘッドは、基板と、基板上に形成された抵抗体層と、抵抗体層上に対になって形成された電極配線（導体層）と、抵抗体層および電極配線上に形成された保護層とを備えている。特許文献１には、例えば、抵抗体層および電極配線上にＳｉＮからなる耐酸化層を形成するとともに、この耐酸化層上にＴａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層を形成し、この耐酸化層および耐摩耗層によって保護層を構成することが記載されている。

特開昭５８−７２４７７号公報

特許文献１に記載のサーマルヘッドでは、ＳｉＮからなる耐酸化層上にＴａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層が形成されている。そのため、この耐酸化層と耐摩耗層との熱膨張率の差に起因して、耐摩耗層が耐酸化層から剥離し易いという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、耐摩耗層の剥離の発生を低減することができるサーマルヘッドおよびこれを備えるサーマルプリンタを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るサーマルヘッドは、基板と、該基板上に対になって形成された電極配線と、該対になって形成された電極配線の双方に接続された電気抵抗体と、前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成された保護層とを備え、前記保護層は、前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成され、Ｓｉを主成分として構成された電気絶縁層と、前記電気絶縁層上に形成され、Ｔａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層と、前記電気絶縁層と前記耐摩耗層との間に介在し、ＳｉＯＮからなる第１密着層とを有することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドは、前記第１密着層と前記耐摩耗層との間に介在し、ＳｉＯＮとＴａ_２Ｏ_５との混合物からなる第２密着層をさらに有していてもよい。

また、本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドにおいて、前記電気絶縁層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮまたはＳｉＡｌＯＮからなっていてもよい。

本発明の一実施形態に係るサーマルプリンタは、本発明の一実施形態に係る上記サーマルヘッドと、前記複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記複数の発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、耐摩耗層の剥離の発生を低減することが可能なサーマルヘッドおよび
これを備えるサーマルプリンタを提供することができる。

本発明のサーマルヘッドの一実施形態を示す平面図である。 図１のサーマルヘッドのII−II線断面図である。 図２に示す領域Ｐの拡大図である。 本発明のサーマルプリンタの一実施形態の概略構成を示す図である。 図２に示す領域Ｐにおいて、本発明のサーマルヘッドの変形例を示す拡大図である。 図２に示す領域Ｐにおいて、本発明のサーマルヘッドの変形例を示す拡大図である。 図２に示す領域Ｐにおいて、本発明のサーマルヘッドの変形例を示す拡大図である。

以下、本発明のサーマルヘッドの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１および図２に示すように、本実施形態のサーマルヘッドＸは、放熱体１と、放熱体１上に配置されたヘッド基体３と、ヘッド基体３に接続されたフレキシブルプリント配線板５（以下、ＦＰＣ５という）とを備えている。なお、図１では、ＦＰＣ５の図示を省略し、ＦＰＣ５が配置される領域を二点鎖線で示す。

放熱体１は、板状に形成されており、平面視で長方形状を有している。この放熱体１は、例えば、銅またはアルミニウム等の金属材料で形成されており、後述するようにヘッド基体３の発熱部９で発生した熱のうち、印画に寄与しない熱の一部を放熱する機能を有している。また、放熱体１の上面には、両面テープや接着剤等（不図示）によってヘッド基体３が接着されている。

ヘッド基体３は、平面視で長方形状の基板７と、基板７上に設けられ、基板７の長手方向に沿って配列された複数（図示例では２４個）の発熱部９と、発熱部９の配列方向に沿って基板７上に並べて配置された複数（図示例では３個）の駆動ＩＣ１１とを備えている。

基板７は、アルミナセラミックス等の電気絶縁性材料や単結晶シリコン等の半導体材料等によって形成されている。

基板７の上面には、蓄熱層１３が形成されている。この蓄熱層１３は、基板７の上面全体に形成された下地部１３ａと、複数の発熱部９の配列方向に沿って帯状に延び、断面が略半楕円形状の隆起部１３ｂとを有している。この隆起部１３ｂは、印画する記録媒体を、発熱部９上に形成された後述する保護層２５に良好に押し当てるように作用する。

また、蓄熱層１３は、例えば、熱伝導性の低いガラスで形成されており、発熱部９で発生する熱の一部を一時的に蓄積することで、発熱部９の温度を上昇させるのに要する時間を短くし、サーマルヘッドＸの熱応答特性を高めるように作用する。この蓄熱層１３は、例えば、ガラス粉末に適当な有機溶剤を混合して得た所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板７の上面に塗布し、これを高温で焼成することで形成される。

図２に示すように、蓄熱層１３の上面には、電気抵抗層１５が設けられている。この電気抵抗層１５は、蓄熱層１３と、後述する共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１との間に介在し、図１に示すように、平面視において、これらの
共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１と同形状の領域（以下、介在領域という）と、共通電極配線１７と個別電極配線１９との間から露出した複数（図示例では２４箇所）の領域（以下、露出領域という）とを有している。なお、図１では、この電気抵抗層１５の介在領域は、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１で隠れている。

電気抵抗層１５の各露出領域は、上記の発熱部９を形成している。そして、この複数の露出領域（発熱部９）が、図１に示すように、蓄熱層１３の隆起部１３ｂ上に列状に配置されている。複数の発熱部９は、説明の便宜上、図１で簡略化して記載しているが、例えば、６００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）等の密度で配置される。なお、本実施形態では、発熱部９が、本発明における電気抵抗体に相当する。

電気抵抗層１５は、例えば、ＴａＮ系、ＴａＳｉＯ系、ＴａＳｉＮＯ系、ＴｉＳｉＯ系、ＴｉＳｉＣＯ系またはＮｂＳｉＯ系等の電気抵抗の比較的高い材料によって形成されている。そのため、後述する共通電極配線１７と個別電極配線１９との間に電圧が印加され、発熱部９に電流が供給されたときに、ジュール発熱によって発熱部９が発熱する。

図１および図２に示すように、電気抵抗層１５の上面（より詳細には、上記の介在領域の上面）には、共通電極配線１７、複数の個別電極配線１９および複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１が設けられている。これらの共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、アルミニウム、金、銀および銅のうちのいずれか一種の金属またはこれらの合金によって形成されている。

共通電極配線１７は、複数の発熱部９とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１に示すように、この共通電極配線１７は、基板７の一方の長辺（図示例では左側の長辺）に沿って延びる主配線部１７ａと、基板７の一方および他方の短辺のそれぞれに沿って延び、一端部（図示例では左側の端部）が主配線部１７ａに接続された２つの副配線部１７ｂと、主配線部１７ａから各発熱部９に向かって個別に延び、先端部（図示例では右側の端部）が各発熱部９に接続された複数（図示例では２４個）のリード部１７ｃとを有している。そして、この共通電極配線１７は、副配線部１７ｂの他端部（図１では右側の端部）がＦＰＣ５に接続されることにより、ＦＰＣ５と各発熱部９との間を電気的に接続している。

複数の個別電極配線１９は、各発熱部９と駆動ＩＣ１１とを接続するためのものである。図１および図２に示すように、各個別電極配線１９は、一端部（図示例では左側の端部）が発熱部９に接続され、他端部（図示例では右側の端部）が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置されるように、各発熱部９から駆動ＩＣ１１の配置領域に向かって個別に帯状に延びている。そして、各個別電極配線１９の他端部が駆動ＩＣ１１に接続されることにより、各発熱部９と駆動ＩＣ１１との間が電気的に接続されている。より詳細には、個別電極配線１９は、複数の発熱部９を複数（図示例では３つ）の群に分け、各群の発熱部９を、各群に対応して設けられた駆動ＩＣ１１に電気的に接続している。

なお、本実施形態では、上記のように共通電極配線１７のリード部１７ｃと個別電極配線１９とが発熱部９に接続されており、このリード部１７ｃと個別電極配線１９とが対向して配置されている。本実施形態では、このようにして、発熱部９（電気抵抗体）に接続される電極配線が対になって形成されている。つまり、本実施形態では、リード部１７ｃと個別電極配線１９とによって、本発明における対になって形成された電極配線を構成している。

複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５とを接続するためのものである。図１および図２に示すように、各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、一端部（図示例では左側の端部）が駆動ＩＣ１１の配置領域に配置され、他端部（図示例では右側の端部）が基板７の他方の長辺（図示例では右側の長辺）の近傍に配置されるように、帯状に延びている。そして、この複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、一端部が駆動ＩＣ１１に接続されるとともに、他端部がＦＰＣ５に接続されることにより、駆動ＩＣ１１とＦＰＣ５との間を電気的に接続している。

より詳細には、各駆動ＩＣ１１に接続された複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、異なる機能を有する複数の配線で構成されている。具体的には、この複数のＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、例えば、駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流を供給するためのＩＣ電源配線と、駆動ＩＣ１１およびこの駆動ＩＣ１１に接続された個別電極配線１９をグランド電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持するためのグランド電極配線と、後述する駆動ＩＣ１１内のスイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させるための電気信号を供給するためのＩＣ制御配線とで構成されている。

駆動ＩＣ１１は、図１および図２に示すように、複数の発熱部９の各群に対応して配置されているとともに、個別電極配線１９の他端部（図示例では右側の端部）とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の一端部（図示例では左側の端部）とに接続されている。この駆動ＩＣ１１は、各発熱部９の通電状態を制御するためのものであり、内部に複数のスイッチング素子を有しており、各スイッチング素子がオン状態のときに通電状態となり、各スイッチング素子がオフ状態のときに不通電状態となる公知のものを用いることができる。

各駆動ＩＣ１１は、各駆動ＩＣ１１に接続された各個別電極配線１９に対応するように、内部に複数のスイッチング素子（不図示）が設けられている。そして、図２に示すように、各駆動ＩＣ１１は、各スイッチング素子（不図示）に接続された一方（図示例では左側）の接続端子１１ａ（以下、第１接続端子１１ａという）が個別電極配線１９に接続されており、この各スイッチング素子に接続されている他方（図示例では右側）の接続端子１１ｂ（以下、第２接続端子１１ｂ）がＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のグランド電極配線に接続されている。これにより、駆動ＩＣ１１の各スイッチング素子がオン状態のときに、各スイッチング素子に接続された個別電極配線１９とＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のグランド電極配線とが電気的に接続される。

上記の電気抵抗層１５、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、例えば、各々を構成する材料層を蓄熱層１３上に、例えばスパッタリング法等の従来周知の薄膜成形技術によって順次積層した後、この積層体を従来周知のフォトエッチング等を用いて所定のパターンに加工することにより形成される。なお、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１は、同じ工程によって同時に形成することができる。

図１および図２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、発熱部９、共通電極配線１７の一部および個別電極配線１９の一部を被覆する保護層２５が形成されている。なお、図１では、説明の便宜上、保護層２５の形成領域を一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。図示例では、この保護層２５は、蓄熱層１３の上面の左側の領域を覆うように設けられている。これにより、発熱部９、共通電極配線１７の主配線部１７ａ、副配線部１７ｂの一部（左側の領域）、リード部１７ｃおよび個別電極配線１９上に、第１保護膜２５が形成されている。なお、本実施形態では、保護層２５が、本発明における保護層に相当する。

保護層２５は、発熱部９、共通電極配線１７および個別電極配線１９の被覆した領域を
、大気中に含まれている水分等の付着による腐食や、印画する記録媒体との接触による摩耗から保護するためのものである。

より詳細には、保護層２５は、図３に示すように、発熱部９、共通電極配線１７および個別電極配線１９上に形成された電気絶縁層２５Ａと、電気絶縁層２５Ａ上に形成された第１密着層２５Ｂと、第１密着層２５Ｂ上に形成された耐摩耗層２５Ｃとを備えている。

電気絶縁層２５Ａは、Ｓｉを主成分として構成されており、電気絶縁性を有している。電気絶縁層は、図３に示すように共通電極配線１７および個別電極配線１９の双方に接触しているが、このように電気絶縁性を有していることにより、共通電極配線１７と個別電極配線１９との短絡を防止している。この電気絶縁層２５Ａは、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮまたはＳｉＡｌＯＮ等で形成することができる。電気絶縁層２５Ａの厚さは、例えば、２μｍ〜１２μｍとされている。

保護層２５の最上層に位置する耐摩耗層２５Ｃは、Ｔａ_２Ｏ_５で形成されている。耐摩耗層２５Ｃの厚さは、例えば、１μｍ〜５μｍとされている。

第１密着層２５Ｂは、電気絶縁層２５Ａと耐摩耗層２５Ｃとの間に介在しており、ＳｉＯＮで形成されている。第１密着層２５Ｂの厚さは、例えば、０．１μｍ〜０．５μｍとされている。

上記の電気絶縁層２５Ａ、第１密着層２５Ｂおよび耐摩耗層２５Ｃを有する保護層２５は、例えば、次のようにして形成することができる。

まず、発熱部９、共通電極配線１７および個別電極配線１９上に電気絶縁層２５Ａを形成する。具体的には、Ｓｉを主成分とする焼結体等をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、Ｓｉを主成分として構成された電気絶縁層２５Ａを形成する。このとき、電気絶縁層２５ＡをＳｉＮで形成する場合は、例えば、ＳｉＮの焼結体をスパッタリングターゲットとすることができる。また、電気絶縁層２５ＡをＳｉＯＮで形成する場合は、例えば、ＳｉＮとＳｉＯ_２とが５０：５０の混合比で混合された焼結体をスパッタリングターゲットとすることができる。また、電気絶縁層２５Ａをサイアロンで形成する場合は、一般式Ｓｉ_６−ＺＡＬ_ＺＯ_ＺＮ_８−Ｚで例えばＺ＝１のＳｉ₅ＡＬＯＮ₇の焼結体をスパッタリングターゲットとすることができる。

次に、電気絶縁層２５Ａ上に第１密着層２５Ｂを形成する。具体的には、例えば、ＳｉＮとＳｉＯ_２とが５０：５０の混合比で混合された焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、ＳｉＯＮからなる第１密着層２５Ｂを形成する。

次に、第１密着層２５Ｂ上に耐摩耗層２５Ｃを形成する。具体的には、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５の焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、Ｔａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層２５Ｃを形成する。

以上のようにして、電気絶縁層２５Ａ、第１密着層２５Ｂおよび耐摩耗層２５Ｃを有する保護層２５を形成することができる。なお、各層を形成する際に行うスパッタリングは、例えば、公知の高周波スパッタリングやバイアススパッタリングを適宜用いることができる。

また、図１および図２に示すように、基板７の上面に形成された蓄熱層１３上には、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１を部分的に被覆する被覆層２７が設けられている。なお、図１では、説明の便宜上、被覆層２７の形成領域を
一点鎖線で示し、これらの図示を省略している。図示例では、この被覆層２７は、蓄熱層１３の上面の保護層２５よりも右側の領域を部分的に覆うように設けられている。被覆層２７は、共通電極配線１７、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の被覆した領域を、大気との接触による酸化や、大気中に含まれている水分等の付着による腐食から保護するためのものである。なお、被覆層２７は、共通電極配線１７および個別電極配線１９の保護をより確実にするため、図２に示すように保護層２５の端部に重なるようにして形成されている。被覆層２７は、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成することができる。また、この被覆層２７は、例えば、スクリーン印刷法等の厚膜成形技術を用いて形成することができる。

なお、図１および図２に示すように、後述するＦＰＣ５を接続する共通電極配線１７の副配線部１７ｂおよびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部は、被覆層２７から露出しており、後述するようにＦＰＣ５が接続されるようになっている。

また、被覆層２７には、駆動ＩＣ１１を接続する個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部を露出させるための開口部２７ａ（図２参照）が形成されており、この開口部２７ａを介してこれらの配線が駆動ＩＣ１１に接続されている。また、駆動ＩＣ１１は、個別電極配線１９およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１に接続された状態で、駆動ＩＣ１１自体の保護、および駆動ＩＣ１１とこれらの配線との接続部の保護のため、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂からなる被覆部材２９によって被覆されることで封止されている。

ＦＰＣ５は、図１および図２に示すように、基板７の長手方向に沿って延びており、上記のように共通電極配線１７の副配線部１７ｂおよび各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１に接続されている。このＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層の内部に複数のプリント配線が配線された周知のものであり、各プリント配線がコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されるようになっている。このようなプリント配線は、一般に、例えば、銅箔等の金属箔、薄膜成形技術によって形成された導電性薄膜、または厚膜印刷技術によって形成された導電性厚膜によって形成されている。また、金属箔や導電性薄膜等によって形成されるプリント配線は、例えば、これらをフォトエッチング等により部分的にエッチングすることによってパターニングされている。

より詳細には、図１および図２に示すように、ＦＰＣ５は、絶縁性の樹脂層５ａの内部に形成された各プリント配線５ｂがヘッド基体３側の端部で露出し、導電性接合材料、例えば、半田材料、または電気絶縁性の樹脂中に導電性粒子が混入された異方性導電材料（ＡＣＦ）等からなる接合材３２（図２参照）によって、共通電極配線１７の副配線部１７ｂの端部および各ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の端部に接続されている。

そして、ＦＰＣ５の各プリント配線５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、共通電極配線１７は、正電位（例えば２０Ｖ〜２４Ｖ）に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続され、個別電極配線１９は、駆動ＩＣ１１およびＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１のグランド電極配線を介して、グランド電位（例えば０Ｖ〜１Ｖ）に保持された電源装置のマイナス側端子に電気的に接続されるようになっている。そのため、駆動ＩＣ１１のスイッチング素子がオン状態のとき、発熱部９に電流が供給され、発熱部９が発熱するようになっている。

また、同様に、ＦＰＣ５の各プリント配線５ｂがコネクタ３１を介して図示しない外部の電源装置および制御装置等に電気的に接続されると、ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のＩＣ電源配線は、共通電極配線１７と同様、正電位に保持された電源装置のプラス側端子に電気的に接続されるようになっている。これにより、駆動ＩＣ１１が接続されたＩＣ
−ＦＰＣ接続配線２１のＩＣ電源配線とグランド電極配線との電位差によって、駆動ＩＣ１１に駆動ＩＣ１１を動作させるための電源電流が供給される。また、ＩＣ−ＦＰＣ接続配線２１の上記のＩＣ制御配線は、駆動ＩＣ１１の制御を行う外部の制御装置に電気的に接続される。これにより、制御装置から送信された電気信号が駆動ＩＣ１１に供給されるようになっている。この電気信号によって、駆動ＩＣ１１内の各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御するように駆動ＩＣ１１を動作させることで、各発熱部９を選択的に発熱させることができる。

ＦＰＣ５と放熱体１との間には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる補強板３３が設けられている。この補強板３３は、ＦＰＣ５の下面に両面テープや接着剤等（不図示）によって接着されることにより、ＦＰＣ５を補強するように作用している。また、この補強板３３が放熱体１の上面に両面テープや接着剤等（不図示）によって接着されることにより、ＦＰＣ５が放熱体１上に固定されている。

次に、本発明のサーマルプリンタの一実施形態について、図４を参照しつつ説明する。図４は、本実施形態のサーマルプリンタＺの概略構成図である。

図４に示すように、本実施形態のサーマルプリンタＺは、上述のサーマルヘッドＸ、搬送機構４０、プラテンローラ５０、電源装置６０および制御装置７０を備えている。サーマルヘッドＸは、サーマルプリンタＺの筐体（不図示）に設けられた取付部材８０の取付面８０ａに取り付けられている。なお、このサーマルヘッドＸは、発熱部９の配列方向が、後述する記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向（主走査方向）（図４の紙面に直交する方向）に沿うようにして、取付部材８０に取り付けられている。

搬送機構４０は、感熱紙、インクが転写される受像紙等の記録媒体Ｐを図４の矢印Ｓ方向に搬送して、サーマルヘッドＸの複数の発熱部９上（より詳細には、保護層２５上）に搬送するためのものであり、搬送ローラ４３，４５，４７，４９を有している。搬送ローラ４３，４５，４７，４９は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体４３ａ，４５ａ，４７ａ，４９ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材４３ｂ，４５ｂ，４７ｂ，４９ｂにより被覆して構成することができる。なお、図示しないが、記録媒体Ｐがインクが転写される受像紙等の場合は、記録媒体ＰとサーマルヘッドＸの発熱部９との間に、記録媒体Ｐとともにインクフィルムを搬送するようになっている。

プラテンローラ５０は、記録媒体ＰをサーマルヘッドＸの発熱部９上に押圧するためのものであり、記録媒体Ｐの搬送方向Ｓに直交する方向に沿って延びるように配置され、記録媒体Ｐを発熱部９上に押圧した状態で回転可能となるように両端部が支持されている。プラテンローラ５０は、例えば、ステンレス等の金属からなる円柱状の軸体５０ａを、ブタジエンゴム等からなる弾性部材５０ｂにより被覆して構成することができる。

電源装置６０は、上記のようにサーマルヘッドＸの発熱部９を発熱させるための電流および駆動ＩＣ１１を動作させるための電流を供給するためのものである。制御装置７０は、上記のようにサーマルヘッドＸの発熱部９を選択的に発熱させるために、駆動ＩＣ１１の動作を制御する制御信号を駆動ＩＣ１１に供給するためのものである。

本実施形態のサーマルプリンタＺは、図４に示すように、プラテンローラ５０によって記録媒体をサーマルヘッドＸの発熱部９上に押圧しつつ、搬送機構４０によって記録媒体Ｐを発熱部９上に搬送しながら、電源装置６０および制御装置７０によって発熱部９を選択的に発熱させることで、記録媒体Ｐに所定の印画を行うことができる。なお、記録媒体Ｐが受像紙等の場合は、記録媒体Ｐとともに搬送されるインクフィルム（不図示）のインクを記録媒体Ｐに熱転写することによって、記録媒体Ｐへの印画を行うことができる。

本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、印画時に記録媒体と接触する耐摩耗層２５Ｃが、Ｔａ_２Ｏ_５で形成されている。Ｔａ_２Ｏ_５はビッカース硬さでＨｖ＝８００〜１０００程度の硬度を有しているため、耐摩耗層２５ＣをこのＴａ_２Ｏ_５で形成することにより、耐摩耗特性を高くすることができる。

さらに、本実施形態では、耐摩耗層２５Ｃを形成するＴａ_２Ｏ_５の有する次の特性によって、サーマルヘッドＸでの印画時に、耐摩耗特性を向上させつつ、紙等の記録媒体が耐摩耗層２５Ｃに引っ掛かりながら搬送される現象（いわゆるスティッキング）の発生を低減することができる。

つまり、例えば本実施形態のサーマルヘッドＸでは、スティッキングが発生する要因の一つとして、耐摩耗層２５Ｃ上に紙粉等の異物が焦げ付くことで、この焦げ付いた異物と記録媒体との間に大きな抵抗力が生じることが挙げられる。これに対し、耐摩耗層２５ＣがＴａを主とする材料層で形成されている場合は、耐摩耗層２５Ｃの表面が適度に摩耗することに伴って、この耐摩耗層２５Ｃの表面に焦げ付いた異物が、耐摩耗層２５Ｃから離脱する。そのため、この焦げ付いた異物に起因するスティッキングの発生を低減することができる。そして、これに加え、本実施形態では、耐摩耗層２５Ｃが、純Ｔａではなく、Ｔａの酸化物であるＴａ_２Ｏ_５によって形成されている。これにより、耐摩耗層２５Ｃが純Ｔａで形成されている場合に比べて、耐摩耗層２５Ｃが化学的に安定した層となっているため、耐摩耗特性を向上させることができる。したがって、本実施形態では、サーマルヘッドＸでの印画時の耐摩耗特性を向上させつつ、スティッキングの発生を低減することができる。

さらに、本実施形態のサーマルヘッドＸによれば、電気絶縁層２５Ａと耐摩耗層２５Ｃとの間に、ＳｉＯＮからなる第１密着層２５Ｂが介在している。そのため、この第１密着層２５Ｂが、電気絶縁層２５Ａと耐摩耗層２５Ｃとの間に介在しない場合に比べて、電気絶縁層２５Ａ上への耐摩耗層２５Ｃの密着性を向上させることができ、耐摩耗層２５Ｃの剥離の発生を低減することができる。

つまり、第１密着層２５Ｂが電気絶縁層２５Ａと耐摩耗層２５Ｃとの間に介在しない場合は、Ｓｉを主成分として構成された電気絶縁層２５ＡとＴａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層２５Ｃとの間で、電気絶縁層２５Ａを構成するＳｉ（シリコン）原子と、耐摩耗層２５Ｃを構成するＯ（酸素）原子とが主として結合する。このときのＳｉ原子とＯ原子との結合エネルギーは、約１０８ｋｃａｌ／ｍｏｌである。

これに対し、第１密着層２５Ｂが電気絶縁層２５Ａと耐摩耗層２５Ｃとの間に介在する場合は、Ｓｉを主成分として構成された電気絶縁層２５ＡとＳｉＯＮからなる第１密着層２５Ｂとの間で、電気絶縁層２５Ａを構成するＳｉ原子と、第１密着層２５Ｂを構成するＳｉ原子とが主として結合する。このときのＳｉ原子同士の結合エネルギーは、約１１７ｋｃａｌ／ｍｏｌである。一方、ＳｉＯＮからなる第１密着層２５ＢとＴａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層２５Ｃとの間で、第１密着層２５Ｂを構成するＯ原子と、耐摩耗層２５Ｃを構成するＯ原子とが主として結合する。このときのＯ原子同士の結合エネルギーは、約１１９ｋｃａｌ／ｍｏｌである。

そのため、本実施形態のように第１密着層２５Ｂが電気絶縁層２５Ａと耐摩耗層２５Ｃとの間に介在する場合の方が、介在しない場合に比べて、各層間の結合エネルギーを向上させることができるため、電気絶縁層２５Ａ上への耐摩耗層２５Ｃの密着性を向上させることができる。その結果、耐摩耗層２５Ｃの剥離の発生を低減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

図１〜図３に示す上記実施形態のサーマルヘッドＸでは、第１密着層２５Ｂ上に耐摩耗層２５Ｃが接するように形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの間に、ＳｉＯＮとＴａ_２Ｏ_５との混合物からなる第２密着層２５Ｄを介在させてもよい。こうすることで、図３に示すように第１密着層２５Ｂ上に耐摩耗層２５Ｃが直接的に形成される場合に比べて、第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの間に生じる熱応力が緩和される。

つまり、ＳｉＯＮからなる第１密着層２５ＢとＴａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層２５Ｃとの間に、ＳｉＯＮとＴａ_２Ｏ_５との混合物からなる第２密着層２５Ｄを介在させることにより、第１密着層２５Ｂと第２密着層２５Ｄとの熱膨張率の差が、第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの熱膨張率の差よりも小さくなる。また、第２密着層２５Ｄと耐摩耗層２５Ｃとの熱膨張率の差も、第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの熱膨張率の差よりも小さくなる。そのため、第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの間に第２密着層２５Ｄが介在する場合は、第２密着層２５Ｄが介在しない場合に比べて、各層間に生じる熱応力が緩和される。

その結果、図５に示すように第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの間に、ＳｉＯＮとＴａ_２Ｏ_５との混合物からなる第２密着層２５Ｄを介在させることにより、第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの熱膨張率の差に起因する耐摩耗層２５Ｃの剥離の発生を低減することができる。

なお、このように第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの間に第２密着層２５Ｄを介在させた場合は、第１密着層２５Ｂおよび第２密着層２５Ｄを構成するＳｉＯＮ同士がこれらの層間で結合し、耐摩耗層２５Ｃおよび第２密着層２５Ｄを構成するＴａ_２Ｏ_５同士がこれらの層間で結合するため、各層間の密着性は確保されている。

また、このように第１密着層２５Ｂと耐摩耗層２５Ｃとの間に第２密着層２５Ｄを介在させる場合、保護層２５は、例えば、次のようにして形成することができる。

まず、発熱部９、共通電極配線１７および個別電極配線１９上に、Ｓｉを主成分として構成された電気絶縁層２５Ａを形成する。この電気絶縁層２５Ａの形成方法は、図１〜図３に示す上記実施形態のサーマルヘッドＸで説明したのと同様である。

次に、電気絶縁層２５Ａ上に第１密着層２５Ｂを形成する。具体的には、例えば、ＳｉＮとＳｉＯ_２とが５０：５０の混合比で混合された焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行い、ＳｉＯＮからなる第１密着層２５Ｂを形成する。

続いて、第１密着層２５Ｂ上に第２密着層２５Ｄを形成する。具体的には、例えば、上記の第１密着層２５Ｂを形成するＳｉＯＮのスパッタリングを継続しつつ、Ｔａ_２Ｏ_５の焼結体をスパッタリングターゲットとしてスパッタリングを行う。これにより、ＳｉＯＮとＴａ_２Ｏ_５との混合物からなる第２密着層２５Ｄが形成される。

続いて、第２密着層２５Ｄ上に耐摩耗層２５Ｃを形成する。具体的には、例えば、上記の第２密着層２５Ｄの形成工程で継続して行っていたＳｉＯＮのスパッタリングを停止し、Ｔａ_２Ｏ_５の焼結体をスパッタリングターゲットとするスパッタリングのみを継続して行い、Ｔａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層２５Ｃを形成する。

以上のようにして、電気絶縁層２５Ａ、第１密着層２５Ｂ、第２密着層２５Ｄおよび耐摩耗層２５Ｃを有する保護層２５を形成することができる。なお、各層を形成する際に行うスパッタリングは、例えば、公知の高周波スパッタリングやバイアススパッタリングを適宜用いることができる。

また、図１〜図３に示すサーマルヘッドＸでは、蓄熱層１３に隆起部１３ｂが形成され、この隆起部１３ｂ上に電気抵抗層１５が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱層１３に隆起部１３ｂを形成せず、電気抵抗層１５の発熱部９を、蓄熱層１３の下地部１３ｂ上に配置してもよい。または、蓄熱層１３を形成せず、基板７上に電気抵抗層１５を配置してもよい。

また、図１〜図３に示すサーマルヘッドＸでは、電気抵抗層１５上に共通電極配線１７および個別電極配線１９が形成されているが、共通電極配線１７および個別電極配線１９の双方が発熱部９（電気抵抗体）に接続されている限り、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、蓄熱層１３上に共通電極配線１７および個別電極配線１９を形成し、この共通電極配線１７および個別電極配線１９が形成された蓄熱層１３上に電気抵抗層１５を形成することにより、発熱部９を構成してもよい。または、図７に示すように、蓄熱層１３上に共通電極配線１７および個別電極配線１９を形成し、この共通電極配線１７と個別電極配線１９との間の領域のみに電気抵抗層１５を形成することにより、発熱部９を構成してもよい。

Ｘ サーマルヘッド
１ 放熱体
３ ヘッド基体
５ フレキシブルプリント配線板
７ 基板
９ 発熱部（電気抵抗体）
１１ 駆動ＩＣ
１７ 共通電極配線
１７ａ 主配線部
１７ｂ 副配線部
１７ｃ リード部（電極配線）
１９ 個別電極配線（電極配線）
２１ ＩＣ−ＦＰＣ接続配線
２５ 保護層
２５Ａ 電気絶縁層
２５Ｂ 耐摩耗層
２５Ｃ 第１密着層
２５Ｄ 第２密着層
２７ 被覆層

Claims (4)

1. 基板と、
   該基板上に対になって形成された電極配線と、
   該対になって形成された電極配線の双方に接続された電気抵抗体と、
   前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成された保護層と
   を備え、
   前記保護層は、
   前記電極配線および前記電気抵抗体上に形成され、Ｓｉを主成分として構成された電気絶縁層と、
   前記電気絶縁層上に形成され、Ｔａ_２Ｏ_５からなる耐摩耗層と、
   前記電気絶縁層と前記耐摩耗層との間に介在し、ＳｉＯＮからなる第１密着層と
   を有することを特徴とするサーマルヘッド。
2. 前記第１密着層と前記耐摩耗層との間に介在し、ＳｉＯＮとＴａ_２Ｏ_５との混合物からなる第２密着層をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のサーマルヘッド。
3. 前記電気絶縁層は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮまたはＳｉＡｌＯＮからなることを特徴とする請求項１または２に記載のサーマルヘッド。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のサーマルヘッドと、前記複数の発熱部上に記録媒体を搬送する搬送機構と、前記複数の発熱部上に記録媒体を押圧するプラテンローラとを備えることを特徴とするサーマルプリンタ。